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RÉSUMÉ
Les nanocomposites peuvent être constitués d'une dispersion de plaquettes ou lamelles généralement argileuses dans une matrice polymère. Ces nanocomposites à nanocharges lamellaires font l’objet de cet article. Dans un premier temps, les généralités sur les nanocharges lamellaires sont rappelées : choix de la charge minérale, nécessité du traitement organique, argiles naturelles, etc. Le cœur de cet article s’intéresse ensuite à décrypter les nanocomposites lamellaires à base de polyamide, à base de polypropylène, à base de polyester et enfin à matrice époxyde. Pour chacun de ces nanocomposites, leur élaboration ainsi que leurs propriétés sont passées en revue.
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Nanocomposites lamellaires à base de polyamide
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1. Généralités sur les nanocharges lamellaires pour nanocomposites
Dominique DUPUIS est Ingénieur de Recherches Rhodia au CRTA
Olivier MATHIEU est Ingénieur ENSPM, CPE-Lyon Rhodia Engineering Plastics
Sylvain BOUCARD est Docteur Ingénieur Product Development & Technical support – Automotive – Multibase SAS – A DowCorning Company
Stéphane JEOL est Ingénieur polymériste de l’ECPM Strasbourg Doctorant en « Polymères et composites » à l’INSA de Lyon
Jannick DUCHET-RUMEAU est Maître de conférences au Laboratoire LMM/IMP de l’INSA de Lyon
Les nanocomposites peuvent être constitués d'une dispersion de plaquettes ou lamelles généralement argileuses dans une matrice polymère. Ces charges lamellaires sont constituées d'un ensemble de feuillets (type « mille feuilles »). Les dimensions des feuillets individuels sont de l'ordre du nanomètre en épaisseur, de plusieurs dizaines de nanomètres en largeur, et de plusieurs dizaines de nanomètres à quelques micromètres en longueur d'où leur appellation nanocharges. Ces dimensions leur confèrent un coefficient de surface très élevé (de 100 à 1 000 m2 · g−1) et un très fort facteur de forme (longueur/épaisseur > 100). Les caractéristiques géométriques de la charge ont une influence déterminante sur les propriétés des matériaux polymères ainsi formulés, répertoriés ici sous l'appellation générale nanocomposites, pour tenir compte de la dimension nanoscopique des charges introduites et à ne pas confondre avec les composites traditionnels du type polymères/fibres de renforts (exemple : polyester/fibres de verres).
Suivant l'état d'exfoliation et de dispersion de la charge minérale dans la matrice, on peut distinguer trois types de structures minérales :
-
une structure non exfoliée, lorsque les feuillets restent agglomérés sous forme de paquets (ou d'un cristal) ;
-
une structure intercalée, avec des feuillets incomplètement séparés ;
-
une structure exfoliée (ou délaminée) avec des feuillets individuels bien séparés et correctement dispersés (ce qui se traduit par une perte de cohérence cristalline).
L'appellation nanocomposites, sauf à considérer que...
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BIBLIOGRAPHIE
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